新一代國產氯堿膜DF2806在氯工程電槽上的應用

張 鐸 ，隗 健 ，王學軍

（1.含氟功能膜材料國家重點實驗室，山東 桓臺 256401；2.山東東岳高分子材料有限公司，山東 淄博 256401）

離子膜電解制燒堿是目前氯堿工業技術先進、經濟合理的生產方法，采用全氟磺酸-全氟羧酸復合增強膜能同時得到較低的槽電壓和較高的電流效率，促進氯堿工業向低能耗、零污染的方向發展。隨著離子膜技術的高速發展，山東東岳國產全氟離子膜研究突破了一系列的關鍵技術，從基礎原材料開始，突破了從單體、中間體、功能單體、膜功能化一系列核心生產技術，歷經10年的攻關，生產出了工業應用規格的氯堿離子膜。并且在持續不斷的研發投入下，膜的性能也在不斷提高。2016年，研發成功的最新一代國產氯堿膜DF2806已經成功應用于工業裝置，本文重點介紹該型號膜在氯工程裝置上的運行情況。

1 國產膜的應用

1.1 國產膜在氯工程槽的應用

國產DF2806氯堿離子膜在山東東岳氟硅材料有限公司氯工程電解裝置上應用，是第一次應用于幅寬1 500 mm的電解槽，將為國產離子膜應用提供寶貴的數據。

山東東岳氟硅材料有限公司，年燒堿產能29萬t（包含1臺萬噸北化機實驗裝置），擁有氯工程電解槽16臺。單元槽有效面積3.276 m2，每臺電槽由90個單元槽組成。

2017年2月27日，電解槽開始安裝，由于本次安裝的為新槽新膜，離子膜使用國產高性能離子膜DF2806。安裝完畢后，對電解槽進行膜試漏，所有電解槽膜試漏一次性通過。2017年2月27日，20：00電流升至13 kA，2017年3月1日，10：00電流升至15 kA，2017年3月1日，14：00電流升至16 kA。

1.2 國產膜的技術特點

國產高電流密度氯堿用離子膜是東岳集團自主研發帶犧牲纖維的離子膜，可應用于高電流密度電解槽和膜極距電解槽，適合30%～32%燒堿的生產。膜的結構：磺酸樹脂/PTFE網布（帶犧牲纖維）/羧酸樹脂復合而成，膜的陰陽極面有親水涂層。膜內添加有犧牲纖維，犧牲纖維犧牲掉后在膜內留下孔洞，可以增加膜的比表面積，降低膜的厚度，使Na+通過膜的速度加快，使膜具有更好的雜質耐受性[1]。

2 國產膜的對鹽水質量的要求（見表1）

表1 國產膜對鹽水質量的要求

3 國產膜的運行數據

國產離子膜的運行數據見表2，單槽電壓走勢圖見圖1。

4 數據分析

該電解槽寬幅較大，對離子膜的強度要求較高。國產離子膜采用濕膜供應給氯堿企業，氯堿企業在安裝時先在2%的堿液中浸泡24 h。

國產離子膜運行過程中經歷過緊急停車及計劃停車。各項安全指標、工藝指標均達到國外同類產品，整個運行情況安全、平穩，分析數據穩定。

（1）DF2806運行氯氣純度基本保持在98.5%。

（2）堿中含鹽能夠穩定保持小于30×10-6，達到國家標準優等水平。

（3）由于國產離子膜采用了獨有的專利加工技術，使單層磺酸與羧酸結合的更為緊密，不易產生水泡，抗剝離起泡性能更為優秀。

表2 國產離子膜的運行數據

（4）安全指標氯中含氫所有的分析數據為“未檢出”，單元電壓穩定，分布均勻，未發現安全隱患。

5 新一代DF2806國產膜對比前一代的電耗優勢

新一代DF2806國產膜對比前一代的電耗優勢見圖2。

圖1 單槽電壓走勢圖

圖2 新型DF2806離子膜與前一代離子膜性能電耗對比

通過以上數據對比說明新一代DF2806離子膜相比上一代國產離子膜電壓方面有了很大進步，電壓平均降低125 mV，并且通過數據曲線分析，新一代DF2806離子膜運行更加平穩，電壓波動較小。

國產離子膜為提升性能，從原材料性能指標，加工設備的更新優化，都做了大量的工作。特別是對加工設備的精密度的提升上，采用先進的自動化加工設備，精確控制加工的每一個要點，這對離子膜的性能起了決定性的作用，綜合性能得到的大幅提升。

2017年6月2日，東岳又在7號槽（陰陽極均為新涂層）裝備最新生產的DF2806膜90張。3日凌晨一次性送電成功。目前運動電流密度為4.3 kA/m2，平均槽電壓2.93 V。

6 結論

國產離子膜在氯工程電解槽的成功應用，為國產離子膜研究工作提供了寶貴的數據。可靠的膜結構，證明國產膜具有較高的機械強度。目前，工業大規模電解裝置運行數據表明，產品的各項指標均達到國外同類產品的性能。

參考文獻：

［1］王學軍，于昌國，王 婧，等.國產氯堿離子膜工業應用與研究進展.中國氯堿，2012（6）：1-6.